MES - GARRIDO 2003 - APLICAÇÃO DE MODELO MATEMÁTICO DE SIMULAÇÃO COM UTILIZAÇÃO DE SIG À BACIA DO RIO JIQUIRIÇÁ - BAHIA

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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA 
FACULDADE DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL 
 
 
 
 
 
 
 
APLICAÇÃO DE MODELO MATEMÁTICO DE 
SIMULAÇÃO COM UTILIZAÇÃO DE SIG À BACIA DO 
RIO JIQUIRIÇÁ - BAHIA 
 
 
JULIANA MENEZES GARRIDO 
 
 
 
ORIENTADOR: NÉSTOR ALDO CAMPANA 
CO-ORIENTADOR: NABIL JOSEPH EID 
 
 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM TECNOLOGIA AMBIENTAL E 
RECURSOS HÍDRICOS 
 
PUBLICAÇÃO: PTARH.DM – 063A/2003 
BRASÍLIA/DF: SETEMBRO/2003
 
ii 
UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA 
FACULDADE DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL 
 
APLICAÇÃO DE MODELO MATEMÁTICO DE SIMULAÇÃO COM 
UTILIZAÇÃO DE SIG À BACIA DO RIO JIQUIRIÇÁ - BAHIA 
 
JULIANA MENEZES GARRIDO 
 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO SUBMETIDA AO 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL DA 
FACULDADE DE TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE DE 
BRASÍLIA, COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA 
A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM CIÊNCIAS. 
 
 
APROVADA POR: 
 
_________________________________________________ 
Prof. Néstor Aldo Campana, Dsc (UnB) 
(Orientador) 
 
_________________________________________________ 
Prof. Nabil Joseph Eid, Dsc (UnB) 
(Co-Orientador) 
 
_________________________________________________ 
Prof. Sergio Koide, PhD (UnB) 
(Examinador Interno) 
 
_________________________________________________ 
Profª Yvonilde Dantas P. Medeiros, PhD (UFBA) 
(Examinadora Externa) 
 
DATA: BRASÍLIA/DF, 30 DE SETEMBRO DE 2003 
 
iii 
FICHA CATALOGRÁFICA 
GARRIDO, JULIANA MENEZES 
Aplicação de Modelo Matemático de Simulação com Utilização de SIG à Bacia do rio 
Jiquiriçá - Bahia. [Distrito Federal] 2003. xxix, 198p, 297 mm (ENC/FT/UnB, Mestre, 
Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos, 2003). Dissertação de Mestrado – 
Universidade de Brasília. Faculdade de Tecnologia. Departamento de Engenharia Civil e 
Ambiental. 
1. Modelagem Chuva-vazão 2. Modelagem de Qualidade de Água 
3. SIG 4. SWAT 
I. ENC/FT/UnB II. Título (série) 
 
 
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 
GARRIDO, J. M. (2003). Aplicação de modelo matemático de simulação com utilização 
de SIG à bacia do rio Jiquiriçá - Bahia. Dissertação de Mestrado em Tecnologia Ambiental 
e Recursos Hídricos, publicação PTARH.DM-063A/03, Departamento de Engenharia Civil 
e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, DF, 197p. 
 
CESSÃO DE DIREITOS 
AUTOR: Juliana Menezes Garrido 
TÍTULO: Aplicação de modelo matemático de simulação com utilização de SIG à bacia do 
rio Jiquiriçá – Bahia. 
 
GRAU: Mestre ANO: 2003 
 
É concedida à Universidade de Brasília permissão para reproduzir cópias desta dissertação 
de mestrado e para emprestar ou vender tais cópias somente para propósitos acadêmicos e 
científicos. O autor reserva outros direitos de publicação e nenhuma parte desta dissertação 
de mestrado pode ser reproduzida sem autorização por escrito do autor. 
_________________________________________________ 
Juliana Menezes Garrido 
Rua Plínio Moscoso, 64, apt. 201, Ed. Pedra do Valle, Chame-Chame. 
Salvador, Bahia. CEP 40155-190. Brasil 
 
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Dedico esse trabalho a minha família, em especial a meus pais, pelo apoio incondicional 
e pela compreensão pela minha ausência. A Marcelo pelo companheirismo, amor e 
paciência nas horas difíceis. A meus sobrinhos, Gabi e Guga, por serem grandes alegrias 
na minha vida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
v 
AGRADECIMENTOS 
 
Ao professor Néstor Aldo Campana pela orientação, discussões esclarecedoras e clareza no 
desenvolvimento deste trabalho. 
 
Ao professor Nabil Joseph Eid pela incrível paciência, apoio em momentos de aperto e 
orientação para desenvolvimento deste trabalho. 
 
Aos professores Sérgio Koide e Oscar de Moraes Cordeiro Netto pelas discussões 
esclarecedoras, paciência e incentivo. 
 
À professora Cristina Célia Silveira Brandão pelo apoio e incentivo durante todo o curso, 
principalmente nos momentos de maior dificuldade. 
 
Aos demais professores do mestrado: Marco Antônio Almeida de Souza e Ricardo Silveira 
Bernardes pelo compartilhamento dos seus conhecimentos. 
 
Aos amigos de turma Mônica, Marquinho, Bete, Jackson, Giordano e Maria da Paz pela 
amizade e cumplicidade. Em especial, a Juci pelo companheirismo e pelo exemplo de 
garra, fé, perseverança e amor. Aos demais amigos do PTARH pela amizade e 
companherismo. 
 
À Álvaro Cappellesso pela paciência em digitalizar os dados de curvas de nível e pontos 
cotados de diversas plantas no Arc View. 
 
Ao CNPq pelo auxílio financeiro concedido durante parte do curso. 
 
À Raymundo José dos Santos Garrido pelo exemplo, apoio e incentivo. 
 
À Luiz Gabriel Azevedo, Alexandre Baltar e Manuel Rêgo pelas discussões 
esclarecedoras, pelo incentivo e paciência nas horas ausentes. Às amigas Paula Freitas, 
Lílian Pena, Lílian Santos e Waleska Pedrosa pela paciência e incentivo. 
 
 
vi 
Aos amigos(as) e primos(as) de Salvador pelo apoio em momentos importantes e pela 
alegria e amizade sincera. 
 
Ao Consórcio do Jiquiriçá pelo apoio logístico; em especial a Vera, Alex, Patrícia, Bouzón 
e Jander pelas discussões esclarecedoras e incentivo. 
 
À Superintendência de Recursos Hídricos da Bahia pela disponibilização de informações. 
 
À Agência Nacional de Águas, na pessoa de Andrelina Santos, pelo fornecimento de dados 
de estações pluviométricas e fluviométricas da região. 
 
vii 
RESUMO 
APLICAÇÃO DE MODELO MATEMÁTICO DE SIMULAÇÃO COM 
UTILIZAÇÃO DE SIG À BACIA DO RIO JIQUIRIÇÁ - BAHIA. 
 
Autor: Juliana Menezes Garrido 
Orientador: Néstor Aldo Campana 
Co-orientador: Nabil Joseph Eid 
Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos 
Brasília, setembro de 2003 
 
A necessidade de conhecimento do comportamento hidrológico de uma bacia hidrográfica 
é essencial para o seu gerenciamento e planejamento. Nesse sentido, os modelos 
matemáticos de simulação e as técnicas de sistemas de informações geográficas são 
instrumentos de vital importância. Com base em tais pressupostos, avaliou-se a 
aplicabilidade da modelagem matemática de simulação associada à interface SIG para 
auxílio à gestão dos recursos hídricos superficiais da bacia do rio Jiquiriçá, no Estado da 
Bahia, com base nos dados disponíveis. A modelagem concentrou-se principalmente no 
aspecto quantitativo dos recursos hídricos, embora também tenham sido procedidos 
levantamentos qualitativos das águas da bacia hidrográfica. 
 
Foi desenvolvida metodologia para coleta, processamento e tratamento dos dados de 
entrada no modelo SWAT. A calibração e verificação do SWAT foram realizadas com 
simulações diárias para o aspecto quantitativo, comparando-se vazões simuladas com as 
observadas para o período. Os resultados demonstraram a necessidade de se avaliar com 
mais precisão a distribuição espacial e temporal da chuva na região, a variação temporal da 
vazão e a melhor definição de características da bacia por meio de coleta de dados em 
campo e desenvolvimento de pesquisas específicas. 
 
Conclui-se que a seleção de modelos matemáticos complexos, que englobam informações 
específicas de diversas áreas do conhecimento, deve ser avaliada com base nos dados 
disponíveis. Em situações de escassez de dados, utilizá-los pode dificultar a busca de 
informações de entrada no modelo e provocar incertezas no ajuste e o resultado final pode 
se tornar inconsistente pelo número excessivo de dados estimados. 
 
viii 
ABSTRACT 
APPLICATION OF A MATHEMATICAL SIMULATION MODEL USING A GIS 
INTERFACE TO THE JIQUIRIÇÁ RIVER BASIN - BAHIA. 
 
Author: Juliana Menezes Garrido 
Supervisor: Néstor Aldo Campana 
Co-supervisor: Nabil Joseph Eid 
Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos 
Brasília, September, 2003. 
 
 
The understanding of the hydrologic behavior of a river basin is essential for its 
management and the planning of its activities.In this regard, mathematical simulation 
models and the techniques of geographic information systems are vital instruments. Based 
in these assumptions, this study aimed at assessing the applicability of a simulation 
modeling technique using a GIS interface, in order to support the superficial water 
resources management of Jiquiriçá river basin, in state of Bahia, based on the available 
data. The modeling process concentrated especially on the quantitative aspect of the water 
resources, although a survey of the qualitative aspect has also been carried out. 
 
A particular methodology was developed to access, process and format the available inputs 
to the SWAT model. The model was calibrated and verified for the quantitative aspect 
using daily printout frequency, by comparing the simulated flows to the measured ones. 
The results revealed the necessity of a more precise assessment of the spatial and temporal 
distribution of the rain precipitation and the temporal flow variation in the region. 
Moreover, a better definition of the basin’s characteristics is also needed regarding the 
development of specific researches and field surveys. 
 
The study concluded that the selection of complex mathematical models, which need 
specific information of varied sources, needs to be analyzed taking into consideration the 
available data. In poorly gauged basins, the use of such model may rise some difficulty in 
finding the data requested to run the model and it may cause some uncertainty during the 
calibration process. The final results may be inconsistent due to the excessive number of 
estimated data. 
 
 
ix 
SUMÁRIO 
1 – INTRODUÇÃO......................................................................................................... 1 
2 - OBJETIVOS .............................................................................................................. 4 
3 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................. 5 
3.1 - CARACTERIZAÇÃO DE QUALIDADE E QUANTIDADE DOS 
RECURSOS HÍDRICOS SUPERFICIAIS DE UMA BACIA HIDROGRÁFICA ..5 
3.2 – CONCEITOS SOBRE MODELOS MATEMÁTICOS DE SIMULAÇÃO .....9 
3.3 – CONCEITOS SOBRE MDE, SENSORIAMENTO REMOTO E SIG ..........16 
3.3.1 – Modelo digital de elevações (MDE)..................................................... 16 
3.3.2 – Sensoriamento remoto ......................................................................... 17 
3.3.3 – Sistemas de informações geográficas (SIG) ........................................ 18 
3.3.4 – Modelos matemáticos de simulação e os sistemas de informações 
geográficas ....................................................................................................... 19 
3.4 - MODELOS MATEMÁTICOS DE SIMULAÇÃO..........................................20 
3.4.1 - AGNPS.................................................................................................. 20 
3.4.2 - ANSWERS............................................................................................ 22 
3.4.3 - SHETRAN ............................................................................................ 23 
3.4.4 - SWAT ................................................................................................... 24 
3.4.5 - SWRRBWQ.......................................................................................... 27 
3.4.6 - WATFLOOD........................................................................................ 28 
3.4.7 - Comentários.......................................................................................... 30 
4 – O MODELO SWAT................................................................................................ 32 
4.1 - DESCRIÇÃO GERAL DO MODELO.............................................................33 
4.2- CLIMA ...............................................................................................................35 
4.3 – CICLO HIDROLÓGICO.................................................................................36 
4.3.1- Escoamento superficial.......................................................................... 38 
4.3.2 - Evapotranspiração ............................................................................... 41 
4.3.2.1 – Evapotranspiração potencial................................................................ 42 
4.3.2.2 – Evapotranspiração real........................................................................ 43 
4.3.3 – Vazão sub-superficial .......................................................................... 45 
 
x 
4.3.4 – Percolação ............................................................................................ 45 
4.3.5– Águas subterrâneas .............................................................................. 46 
4.4 – COBERTURA DO SOLO/CRESCIMENTO DE PLANTAS.........................48 
4.5 – MANEJO ..........................................................................................................50 
4.5.1 –Manejo agrícola .................................................................................... 50 
4.5.2 – Manejo dos recursos hídricos.............................................................. 51 
4.5.3 – Manejo de áreas urbanas..................................................................... 52 
4.6 – EROSÃO...........................................................................................................52 
4.7 – PROPAGAÇÃO DA VAZÃO ..........................................................................54 
4.7.1 - Canal..................................................................................................... 54 
4.7.2 – Armazenamento em corpos hídricos................................................... 56 
4.8 – NUTRIENTES ..................................................................................................56 
4.8.1 – Nitrogênio............................................................................................. 57 
4.8.1.1 - Fase terrestre ....................................................................................... 57 
4.8.1.2 - Fase aquática ....................................................................................... 62 
4.8.2 – Fósforo ................................................................................................. 63 
4.8.2.1 - Fase terrestre ....................................................................................... 63 
4.8.2.2 - Fase aquática ....................................................................................... 66 
4.9 – PESTICIDAS....................................................................................................66 
4.10 – OUTROS PARÂMETROS DE QUALIDADE DA ÁGUA SIMULADOS 
PELO MODELO.......................................................................................................67 
4.10.1 – Demanda bioquímica carbonácea de oxigênio (CDBO) ................... 67 
4.10.2– Oxigênio dissolvido (OD).................................................................... 68 
4.11 – DADOS DE ENTRADA DO MODELO ........................................................69 
4.12 – TIPOS DE SAÍDAS DE DADOS ...................................................................69 
5 – ÁREA DE ESTUDO ............................................................................................... 72 
5.1 - GENERALIDADES ..........................................................................................72 
5.2 - CLIMA ..............................................................................................................74 
5.3 – TIPOS DE SOLO..............................................................................................74 
5.4 – HIDROGEOLOGIA E GEOMORFOLOGIA ................................................76 
5.5 – OCUPAÇÃO TERRITORIAL E ATIVIDADES ECONÔMICAS ................77 
5.6 – USOS DOS RECURSOSHÍDRICOS..............................................................79 
5.7 – USO E OCUPAÇÃO DO SOLO ......................................................................80 
 
xi 
5.8 – FONTES DE POLUIÇÃO................................................................................80 
6 – METODOLOGIA ................................................................................................... 82 
6.1 - COLETA E PROCESSAMENTO DOS DADOS.............................................83 
6.1.1 - Modelo digital de elevações .................................................................. 83 
6.1.2 - Solos ...................................................................................................... 84 
6.1.2.1 - Dados gráficos..................................................................................... 84 
6.1.2.2 - Dados tabelados .................................................................................. 84 
6.1.3 – Uso e ocupação do solo ........................................................................ 88 
6.1.3.1 - Dados gráficos..................................................................................... 88 
6.1.3.2 - Dados tabelados .................................................................................. 93 
6.1.4 - Dados climatológicos ............................................................................ 95 
6.1.4.1 – Dados mensais da estação climatológica ............................................. 95 
6.1.4.2 – Dados diários de precipitação.............................................................. 97 
6.1.5 – Dados de vazão................................................................................... 103 
6.1.6 – Características físicas do canal.......................................................... 104 
6.1.7 – Usos consuntivos dos recursos hídricos............................................. 104 
6.1.8 – Fontes pontuais de poluição .............................................................. 106 
6.1.9 – Fontes difusas de poluição (manejo do uso e ocupação do solo) ...... 108 
6.1.9.1 - Cacau .............................................................................................. 108 
6.1.9.2 - Café................................................................................................. 108 
6.1.9.3 - Mandioca......................................................................................... 109 
6.1.9.4 - Pastagem ......................................................................................... 109 
6.1.9.5 - Área urbana ..................................................................................... 109 
6.2 – CALIBRAÇÃO DO MODELO......................................................................109 
6.3 – ANÁLISE DOS DADOS DISPONÍVEIS DE QUALIDADE DA ÁGUA .....118 
6.4 - VERIFICAÇÃO DO MODELO PARA AS SITUAÇÕES OBSERVADAS.119 
6.5 – ANÁLISE DE SENSIBILIDADE DO MODELO .........................................120 
7.0 –ANÁLISE E DISCUSSÃO DE RESULTADOS................................................. 121 
7.1 – CALIBRAÇÃO DO MODELO......................................................................121 
7.2 – VERIFICAÇÃO DO MODELO ....................................................................131 
7.3 – ANÁLISE DE SENSIBILIDADE...................................................................135 
7.4 – O ASPECTO DE QUALIDADE DA ÁGUA .................................................143 
 
xii 
8.0 – CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ......................................................... 144 
APÊNDICES ............................................................................................................... 158 
A – DADOS TABELADOS DE ENTRADA NO MODELO .................................159 
B – DADOS INSERIDOS NA BASE DE DADOS DO MODELO ........................181 
C – RELATÓRIO FOTOGRÁFICO............ ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. 
 
xiii 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 3.1 - Relação das principais fontes de poluentes, seus parâmetros de 
identificação e efeito poluidor mais representativo. ........................................8 
Tabela 3.2 - Resumo das características de alguns modelos matemáticos de simulação. ...29 
Tabela 4.1 – Dados gerais de entrada para utilização do modelo SWAT...........................70 
Tabela 5.1 – Tipos de solo da bacia do rio Jiquiriçá..........................................................76 
Tabela 5.2 - Dados de população urbana e rural, em 2000, dos municípios integrantes 
da bacia........................................................................................................77 
Tabela 6.1 – Matriz de classificação da imagem...............................................................91 
Tabela 6.2 – Influência de cada posto pluviométrico nas sub-bacias do rio Jiquiriçá.......102 
Tabela 6.3 – Dados de abastecimento de água de alguns municípios integrantes da 
bacia. .........................................................................................................104 
Tabela 6.4 – Levantamento do atendimento dos municípios por tipo de serviços de 
saneamento básico. ....................................................................................106 
Tabela 6.5 – Porcentagem de área de cada sub-bacia de acordo com as HRU. ................114 
Tabela 6.6 – Porcentagem de área de cada sub-bacia de acordo com o uso do solo. ........115 
Tabela 6.7 – Porcentagem de área de cada sub-bacia de acordo com o tipo de solo. .......116 
Tabela 7.1 – Alguns dados e parâmetros adotados de acordo com os tipos de solo da 
bacia. .........................................................................................................121 
Tabela 7.2 – Alguns parâmetros adotados de acordo com os tipos de uso e ocupação do 
solo da bacia. .............................................................................................122 
Tabela 7.3 – Alguns parâmetros adotados para a bacia do rio Jiquiriçá. ..........................124 
Tabela 7.4 – Resumo dos resultados dos métodos utilizados para análise da calibração 
do modelo. .................................................................................................129 
Tabela 7.5 – Resumo dos resultados dos métodos utilizados para análise da verificação 
do modelo. .................................................................................................131 
Tabela 7.6 – Resultado da análise de sensibilidade realizada no modelo para os 
parâmetros selecionados.............................................................................136 
Tabela A.1 – Dados de entrada do arquivo referente às águas subterrâneas (gw.dbf) ......160 
Tabela A.2 – Dados de entrada do arquivo referente à bacia (bsn.dbf)............................161 
Tabela A.3 – Dados de entrada do arquivo referente a cada HRU (hru.dbf) ....................162 
Tabela A.4 – Dados de entrada do arquivo referente a manejo 1 (mgt1.dbf) ...................164 
 
xiv 
Tabela A.5 – Dados de entrada do arquivo referente a manejo 2 (mgt2.dbf) ...................168 
Tabela A.6 – Dados de entrada do arquivo referente às fontes de poluição pontuais 
para o período de 1993 a 1995 (pp.dbf) ......................................................175 
Tabela A.7 – Dados de entrada do arquivo referente às fontes de poluição pontuais 
para o período de 1997 a 2002 (pp.dbf) ......................................................175 
Tabela A.8 – Dados de entrada do arquivo referente às características físicas do canal 
(rte.dbf)......................................................................................................176 
Tabela A.9 – Dados de entrada do arquivo referente às características dos solos 
(sol.dbf) .....................................................................................................177 
Tabela A.10 – Dados de entrada do arquivo referente às características das sub-bacias(sub.dbf) ....................................................................................................179 
Tabela A.11 – Dados de entrada do arquivo referente às características dos usos dos 
recursos hídricos para o período de 1993 a 1995 (wus.dbf) ........................180 
Tabela A.12 – Dados de entrada do arquivo referente às características dos usos dos 
recursos hídricos para o período de 1997 a 2002 (wus.dbf) ........................180 
Tabela B.1 – Base de dados de uso e ocupação do solo com ênfase nos tipos de 
culturas (crop.dbf)......................................................................................182 
Tabela B.2 – Base de dados de uso e ocupação do solo com ênfase nos tipos de áreas 
urbanas (urban.dbf) ....................................................................................183 
Tabela B.3 – Base de dados de estações climatológicas (userwgn.dbf) ...........................184 
Tabela B.4 – Base de dados de solos (usersoil.dbf) ........................................................185 
 
xv 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 4.1 – Fluxograma geral de simulação da fase terrestre do modelo em uma sub-
bacia, HRU ou célula. ..................................................................................34 
Figura 4.2 - Esquema de caminhos viáveis para o movimento da água no SWAT............37 
Figura 4.3 – Principais componentes do balanço hídrico simulados pelo SWAT ..............38 
Figura 4.4 – Esquema de balanços hídricos realizados pelo modelo para cálculo do 
ciclo hidrológico. .........................................................................................49 
Figura 4.5 – Formas e processos do nitrogênio simulados pelo SWAT na fase terrestre ...58 
Figura 4.6 – Formas e processos do fósforo simulados pelo SWAT na fase terrestre ........64 
Figura 5.1 – Localização da bacia do rio Jiquiriçá ...............Erro! Indicador não definido. 
Figura 5.2 – Tipos de clima existentes na bacia do rio Jiquiriçá, segundo a classificação 
de Köppen ......................................................Erro! Indicador não definido. 
Figura 6.1 – Diagrama síntese da metodologia utilizada para desenvolvimento dos 
trabalhos. .....................................................................................................82 
Figura 6.2 – Modelo digital de elevações criado para a bacia do rio Jiquiriçá. ..................84 
Figura 6.3 - Tipos de solo existentes na bacia do rio Jiquiriçá.Erro! Indicador não definido. 
Figura 6.4 – Composição colorida RGB das Bandas 3, 4 e 5 do LANDSAT 7 de parte 
da cena 216/69................................................Erro! Indicador não definido. 
Figura 6.5 – Mapa temático da imagem re-classificada da bacia do rio Jiquiriçá...............94 
Figura 6.6 - Localização das estações climatológica, fluviométricas e pluviométricas na 
bacia do rio Jiquiriçá e entorno........................Erro! Indicador não definido. 
Figura 6.7 – Polígonos de Thiessen para a região da bacia abrangida pelo estudo...........101 
Figura 6.8 - Totais de precipitação nos períodos de dados disponíveis dos postos de 
cada sub-bacia............................................................................................103 
Figura 6.9 – Pontos de coleta de água para análise de qualidade na bacia do rio 
Jiquiriçá .....................................................................................................110 
Figura 6.10 – Delineamento da bacia após o processamento de dados gráficos pelo 
SWAT. ...........................................................Erro! Indicador não definido. 
Figura 7.1 – Vazões observadas e simuladas pelo SWAT para o Posto 51650000, no 
período de março de 1993 a junho de 1994. ...............................................127 
Figura 7.2 – Vazões observadas e simuladas pelo SWAT para o Posto 51650000, no 
período de julho de 1994 a outubro de 1995. ..............................................128 
 
xvi 
Figura 7.3 – Vazões observadas e simuladas pelo SWAT para o Posto 51685000, no 
período de março de 1993 a junho de 1994. ...............................................128 
Figura 7.4 – Vazões observadas e simuladas pelo SWAT para o Posto 51685000, no 
período de julho de 1994 a outubro de 1995. ..............................................129 
Figura 7.5 - Vazões observadas e simuladas pelo SWAT para o Posto 51650000 no 
período de janeiro de 1997 a dezembro de 1998. ........................................131 
Figura 7.6 - Vazões observadas e simuladas pelo SWAT para o Posto 51650000 no 
período de janeiro de 1999 a dezembro de 2000. ........................................132 
Figura 7.7 - Vazões observadas e simuladas pelo SWAT para o Posto 51650000 no 
período de janeiro de 2001 a setembro de 2002. .........................................135 
Figura 7.8 - Vazões observadas e simuladas pelo SWAT para o Posto 51685000 no 
período de janeiro de 1997 a dezembro de 1998. ........................................135 
Figura 7.9 - Vazões observadas e simuladas pelo SWAT para o Posto 51685000 no 
período de janeiro de 1999 a dezembro de 2000. ........................................133 
Figura 7.10 - Vazões observadas e simuladas pelo SWAT para o Posto 51685000 no 
período de janeiro de 2001 a setembro de 2002. .........................................134 
Figura C.1 – Sede municipal de Maracás.............................Erro! Indicador não definido. 
Figura C.2 – Fonte que capta água da nascente do rio Jiquiriçá (Maracás)Erro! Indicador não definido. 
Figura C. 3 – Maracás (sede municipal) – fonte que capta água da nascente.Erro! Indicador não definido.
Figura C.4 – Açude do Peixe – rio Jiquiriçá ........................Erro! Indicador não definido. 
Figura C.5 - Açude do Peixe com captação apenas para molhar a estradaErro! Indicador não definido. 
Figura C.6 – Açude com captação para irrigação no caminho de Lajedo para Maracás.Erro! Indicador não defi
Figura C.7 – Áreas ribeirinhas ao rio Jiquiriçá com cultivo de culturas irrigadas – 
próximo a Lajedo. ...........................................Erro! Indicador não definido. 
Figura C.8 – Vista da região no trecho de Lajedo para Maracás.Erro! Indicador não definido. 
Figura C.9 – Rio Jiquiriçá visto da entrada da estrada para Irajuba saindo de MaracásErro! Indicador não definido.
Figura C.10 – Açude próximo ao povoado do Peixe............Erro! Indicador não definido. 
Figura C.11 – Detalhe do bombeamento para irrigação no açude da Figura C.10.Erro! Indicador não definido.
Figura C.12 –Vista do açude da Figura C.10. ......................Erro! Indicador não definido. 
Figura C.13 – Açude encontrado no caminho de Maracás para IrajubaErro! Indicador não definido. 
Figura C.14 – Outro açude no trecho entre Maracás e Irajuba.Erro! Indicador não definido. 
Figura C.15 – Açude próximo a localidade de Fazenda Nova.Erro! Indicador não definido. 
Figura C.16 – Barragem de concreto com vertedouro encontrada no caminho de 
Maracás para Irajuba.......................................Erro! Indicador não definido. 
 
xvii 
Figura C.17 – Região no trecho entre Maracás e Irajuba......Erro! Indicador não definido. 
Figura C.18 – Cidade de Irajuba – o rio é intermitente e salobro neste trechoErro! Indicador não definido.
Figura C.19 – Lixo e drenagem pluvial/esgoto lançado nas margens do rio intermitente 
– mesmo local da ponte da Figura C.18...........Erro! Indicador não definido. 
Figura C.20 – O rio antigamente passava por esse trecho - Irajuba.Erro! Indicador não definido. 
Figura C.21 – Vale em Irajuba. ...........................................Erro! Indicador não definido. 
Figura C.22 – Matadouro de Irajuba. Os restos são jogados no leito do rio.Erro! Indicador não definido.
Figura C.23 – Açude na estrada de Irajuba para a BR 116. ..Erro! Indicador não definido. 
Figura C.24 – Açude na estrada de Irajuba para a BR 116. ..Erro! Indicador não definido. 
Figura C.25– Ponte na BR-116. Detalhe da ponte sob o rio Jiquiriçá e do vertido.Erro! Indicador não definido.
Figura C.26 – Região do açude na BR-116..........................Erro! Indicador não definido. 
Figura C.27 – Canal em construção em Jaguaquara, afluente do rio Jiquiriçá.Erro! Indicador não definido.
Figura C.28 – Observa-se no fundo a situação anterior à construção do canal – 
Jaguaquara. .....................................................Erro! Indicador não definido. 
Figura C.29 – Trecho a jusante do canal, recebendo esgoto e lixo – Jaguaquara.Erro! Indicador não definido.
Figura C.30 – Lançamento de efluentes domésticos diretamente no afluente do rio 
Jiquiriçá – Jaguaquara. ....................................Erro! Indicador não definido. 
Figura C.31 – Saída de Jaguaquara para Itaquara. Rio afluente do rio Jiquiriçá.Erro! Indicador não definido.
Figura C.32 – Chegada em Itaquara – a montante da ponte .Erro! Indicador não definido. 
Figura C.33 – Saída de Itaquara – rio Casca. .......................Erro! Indicador não definido. 
Figura C.34 – Trecho de Itaquara para Santa Inês................Erro! Indicador não definido. 
Figura C.35 – Trecho de Itaquara para Santa Inês................Erro! Indicador não definido. 
Figura C.36 – Açude no trecho de Itaquara para Santa Inês .Erro! Indicador não definido. 
Figura C.37 – Ponte sobre o rio Jiquiriçá próximo a Santa Inês – vista de montanteErro! Indicador não definido.
Figura C.38 – Ponte sobre o rio Jiquiriçá próximo a Santa Inês – vista de jusanteErro! Indicador não definido.
Figura C.39 – Rio Jiquiriçá passando dentro da cidade de Santa InêsErro! Indicador não definido. 
Figura C.40 – Encontros dos rios Casca e Jiquiriçá em Santa InêsErro! Indicador não definido. 
Figura C.41 – Povoado “Volta do Rio” – rio Jiquiriçá. ........Erro! Indicador não definido. 
Figura C.42 – Rio Jiquiriçá – região próxima a Ubaíra ........Erro! Indicador não definido. 
Figura C.43 – Rio Jiquiriçá – região próxima a Ubaíra. .......Erro! Indicador não definido. 
Figura C.44 – Rio Jiquiriçá - região próxima a Ubaíra.........Erro! Indicador não definido. 
Figura C.45 – Rio Boqueirão afluente do Jiquiriçá – sede do município de JiquiriçáErro! Indicador não definido.
Figura C.46 – Cachoeiras do rio Boqueirão – sede municipal de JiquiriçáErro! Indicador não definido. 
Figura C.47 – Rio Jiquiriçá – a jusante da ponte de acesso à cidade de JiquiriçáErro! Indicador não definido.
 
xviii 
Figura C.48 – Encontro dos rios Jiquiriçá e Boqueirão – sede municipal de JiquiriçáErro! Indicador não definido.
Figura C.49 – Encontro dos rios Jiquiriçá e Boqueirão – sede municipal de JiquiriçáErro! Indicador não definido.
Figura C.50 – Localidade de Mutuípe .................................Erro! Indicador não definido. 
Figura C.51 - Entrada da cidade de Mutuípe - rio Jiquiriçá - vista de montanteErro! Indicador não definido.
Figura C.52 - Entrada da cidade de Mutuípe - rio Jiquiriçá - vista de jusante.Erro! Indicador não definido.
Figura C.53 - Vista da cidade de Mutuípe ...........................Erro! Indicador não definido. 
Figura C.54 - Vista da cidade de Mutuípe ...........................Erro! Indicador não definido. 
Figura C.55 - Rio Jiquiriçá no caminho de Mutuípe para LajeErro! Indicador não definido. 
Figura C.56 - Rio Jiquiriçá no caminho de Mutuípe para LajeErro! Indicador não definido. 
Figura C.57 - Rio Jiquiriçá - encontro de rios - caminho de Mutuípe para LajeErro! Indicador não definido.
Figura C.58 - Rio Jiquiriçá - encontro de rios - caminho de Mutuípe para LajeErro! Indicador não definido.
Figura C.59 - Rio Jiquiriçá próximo a cidade de Laje..........Erro! Indicador não definido. 
Figura C.60 - Rio Jiquiriçá próximo a cidade de Laje..........Erro! Indicador não definido. 
Figura C.61 - Ponte de acesso à cidade de Laje ...................Erro! Indicador não definido. 
Figura C.62 - Vista do rio Jiquiriçá e da ponte de acesso a cidade de LajeErro! Indicador não definido. 
Figura C.63 - Rio Jiquiriçá visto da cidade de Laje..............Erro! Indicador não definido. 
Figura C.64 - Rio Jiquiriçá visto da cidade de Laje..............Erro! Indicador não definido. 
Figura C.65 - A montante da ponte na saída do município de Laje - BR-101Erro! Indicador não definido.
Figura C.66 - A jusante do entroncamento na saída de Laje - ponte da BR-101Erro! Indicador não definido.
 
 
xix 
LISTA DE SÍMBOLOS, NOMENCLATURA E ABREVIAÇÕES 
 
AGNPS - Agricultural Nonpoint Source Pollution Modeling System 
ALPHA_BF - Constante de recessão do escoamento de base (d) 
ANA - Agência Nacional de Águas 
ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica 
ANSWERS - Areal Nonpoint Source Watershed Environmental Response 
Simulation 
aqdp,i - Quantidade de água armazenada no aqüífero profundo num dia i 
(mm) 
aqdp,i-1 - Quantidade de água armazenada no aqüífero profundo num dia i-1 
(mm) 
aqsh,i - Quantidade de água armazenada no aqüífero raso num dia i (mm) 
aqsh,i-1 - Quantidade de água armazenada no aqüífero raso num dia i-1 
(mm) 
areaHRU - Área da HRU (ha) 
ARS - Agricultural Research Service 
α0,5 - Fração da chuva diária ocorrida durante 30 minutos de maior 
intensidade de chuva na sub-bacia (h) 
αgw - Constante de recessão do escoamento de base (d) 
αtc - Fração da chuva diária que ocorre durante o tempo de 
concentração 
β - Coeficiente de regressão (Equação 4.23) 
BASINS - Better Assessment Science Integrating Point and Nonpoint Source 
βmin - Coeficiente da taxa de mineralização dos nutrientes orgânicos 
ativos do húmus 
BMP - Best Management Practice 
BRASS - Bedrock Regional Aquifer Systematics Study 
C:N - Proporção entre a quantidade de carbono e nitrogênio existente 
num composto 
CANMX - Capacidade máxima de interceptação pelas plantas (mm) 
 
xx 
CDBO - Demanda Bioquímica Carbonácea de Oxigênio 
CEPLAC - Comissão Executiva do Plano da Lavoura Cacaueira 
CFRG - Fator de fragmentos grosseiros 
CH_K1 - Condutividade hidráulica saturada efetiva dos tributários (mm/h) 
CH_K2 - Condutividade hidráulica saturada efetiva do canal principal 
(mm/h) 
CH_N1 - Valor do coeficiente n de Manning para os tributários 
CH_N2 - Valor do coeficiente n de Manning para o canal principal 
CIVJ - Consórcio Intermunicipal do Vale do Jiquiriçá 
CN - Número de curva 
COE - Coeficiente de Eficiência 
coef1 e coef2 - Parâmetros inseridos pelos usuários para cálculo de K da equação 
de Muskingum 
coefev - Coeficiente de evaporação 
CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente 
COT - Carbono Orgânico Total 
CRA - Centro de Recursos Ambientais do Estado da Bahia 
CREAMS - Chemicals, Runoff and Erosion from Agricultural Management 
Systems 
CUSLE - Fator de cobertura e manejo de USLE 
DA - Área de drenagem da sub-bacia, célula ou HRU (km2) 
DBO - Demanda Bioquímica de Oxigênio 
δgw - Tempo que leva para a água passar pela zona intermediária do solo 
(d) 
depthsurf - Profundidade da camada superficial (10 mm) 
DHM - Diffusion Hydrodynamic Model 
div - Volume lançado ou captado no canal (m3) 
δntr,ly - Constante de taxa de decaimento de resíduos 
DQO - Demanda Química de Oxigênio 
DR3M - Distributed Routing Rainfall-Runoff Model 
∆t - Período de tempo simulado (h) 
 
xxi 
E - Coeficiente de eficiência de Nash-Sutcliffe 
E´0 - Evapotranspiração potencial ajustada para a evaporação de água 
livre das plantas no dia (mm/d) 
E”s - Evaporação máxima diária de água do solo (mm/d) 
E”soil,ly - Quantidade de água diária removida da primeira camada de solo 
devido à evaporação (mm/d) 
E0 - Evapotranspiração potencial diária (mm/d) 
Ea - Quantidade de água diária evapotranspirada (mm/d) 
Ea - Evapotranspiração real diária (mm/d) 
Ecan - Quantidade de evaporação diária da água livre nas plantas (mm) 
Ech - Evaporação no canal num dia (m3) 
EMBASA - Empresa Baiana de Águas e Saneamento S.A. 
EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária 
epco - Coeficiente incorporadopara permitir que diferentes camadas 
compensem a incapacidade de outras em satisfazer a demanda de 
água das plantas 
EPIC - Water and Wind Erosion Model 
esco - Coeficiente que representa funções exponenciais que relacionam a 
profundidade do solo à quantidade máxima de água a ser retirada do 
solo por evaporação 
Esoil, ly - Demanda evaporativa numa camada de solo qualquer (mm) 
Esoil, z - Demanda por evaporação numa camada de solo à profundidade z 
(mm) 
Esoil, zl - Demanda evaporativa no limite inferior de uma camada de solo 
(mm) 
Esoil, zu - Demanda evaporativa no limite superior de uma camada de solo 
(mm) 
ESWAT - Extended Soil and Water Assessment Tool 
Et - Transpiração máxima em um dia (mm) 
ETP - Evapotranspiração potencial 
FCly - Quantidade de água no solo em capacidade de campo (mm) 
 
xxii 
FFCB - Condição inicial de água no solo expressa em fração da capacidade 
de campo 
FLDWAV-NWS - NWS National Weather Flood Wave Model 
fr∆t - Fração de tempo do período simulado no qual a água está em 
movimento no canal 
GLEAMS - Groundwater Loading Effects on Agricultural Management 
Systems 
GRASS - Geographic Resources Analysis Support System 
GRU - Group Response Unit 
γsw,ly - Fator de ciclo de água do nutriente 
γtmp,ly - Fator de ciclo de temperatura do nutriente na camada 
GW_DELAY - Tempo que leva para a água passar pela zona intermediária do solo 
(d) 
GW_REVAP - Coeficiente que determina a quantidade de água que ascende do 
aqüífero raso por capilaridade 
GW_SPYLD - Produtividade de água do aqüífero raso (m3/m3) 
GWQMN - Altura de água no aqüífero raso a partir da qual é possibilitada a 
recarga do rio pelo escoamento de base (mm) 
H0 - Radiação extraterrestre (MJ/m2d) 
HEC - Hydrologic Engineering Center 
ηnit,ly - Regulador de nitrificação 
HRU - Hydrologic Response Unit 
HSPF - Hydrologic Simulation Program - FORTRAN 
HYDRGRP - Classificação do solo segundo o grupo hidrológico 
ηvol,ly - Regulador de volatilização 
Ia - Perdas iniciais que incluem a acumulação superficial, a 
interceptação e a infiltração anterior ao escoamento superficial 
(mm) 
IAHS - Associação Internacional para a Hidrologia Científica 
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística 
ILLUDAS - Illinois Urban Drainage Area Simulator 
 
xxiii 
imptot - Fração da área total que é impermeável 
INMET - Instituto Nacional de Meteorologia 
INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 
K - Constante de tempo de trânsito no trecho de canal que representa o 
tempo médio de deslocamento da onda entre o início e o fim do 
trecho (s) 
K0,1bnkfull - Constante de tempo de trânsito no trecho quando os níveis de água 
estiverem a 10% do seu nível alto (s) 
Kbnkfull - Constante de tempo de trânsito no trecho quando os níveis de água 
estiverem altos (s) 
Kch - Condutividade hidráulica efetiva do aluvião (mm/hr) 
kd,perc - Coeficiente de percolação do fósforo (10 m3/mg) 
Ksat - Condutividade hidráulica do solo saturado (mm/h) 
KUSLE - Fator de erodibilidade de USLE 
λ - Calor latente de vaporização (MJ/kg) 
L - Comprimento do canal (km) 
LA - Latossolo Amarelo 
LAI - Índice de área foliar 
Lch - Comprimento do canal (km) 
Lslp - Comprimento de rampa da sub-bacia (m) 
LSUSLE - Fator de topografia de USLE 
LVA - Latossolo Vermelho-Amarelo 
ly - Camada de solo 
MDE - Modelo Digital de Elevação 
MEA - Média do erro absoluto 
MNT - Modelo Numérico do Terreno 
MSK_CO1 - Coeficiente da Equação de Muskingum que representa o tempo de 
trânsito no trecho do canal referente a vazões médias (km) 
MSK_CO2 - Coeficiente da Equação de Muskingum que representa o tempo de 
trânsito no trecho do canal referente a vazões mínimas (km) 
 
 
xxiv 
MSK_X - Fator de peso da Equação de Muskingum que controla a 
importância relativa entre as vazões de entrada e saída do canal 
MUSLE - Equação Universal Modificada de Perdas do Solo 
n - Coeficiente de rugosidade de Manning (Equação 4.7) 
n - Insolação diária (h) (Equação 6.1) 
n - Número de dias do período analisado (Equação 6.2) 
N - Nitrogênio 
N - Fotoperíodo em função do mês e da latitude do local (Equação 
6.1) 
Ndec,ly - Nitrogênio decomposto do nitrogênio orgânico recente (kg N/ha) 
Ndenit,ly - Quantidade de amônia perdida por desnitrificação (kg N/ha) 
Nevap - Quantidade de nitrato transportado da camada inferior para a 
superficial (kg N/ha) 
N2 - Gás nitrogênio 
N2O - Óxido nitroso 
NH3 - Gás amônia 
NH4+ - Amônia 
NH4ly - Quantidade de amônia na camada de solo (kg N/ha) 
Nmina,ly - Nitrogênio mineralizado do nitrogênio orgânico ativo do húmus 
(kg N/ha) 
Nminf,ly - Nitrogênio mineralizado do nitrogênio orgânico recente (kg N/ha) 
Nnit/vol,ly - Quantidade de amônia que nitrifica ou volatiliza na camada de 
solo (kg N/ha) 
NO2 - Nitrito 
NO3 - Nitrato 
NO3ly - Quantidade de nitrato na camada de solo (kg N/ha) 
Nrain - Nitrato transferido pela chuva (kg N/ha) 
OD - Oxigênio Dissolvido 
OMM - Organização Meteorológica Mundial 
orgCly - Quantidade de carbono orgânico na camada de solo (%) 
orgN - Nitrogênio orgânico 
 
xxv 
orgNact,ly - Quantidade de nitrogênio orgânico ativo armazenado (kg N/ha) 
orgNfrsht,ly - Quantidade de nitrogênio orgânico recente armazenado (kg N/ha) 
orgP - Fósforo orgânico 
OV_N - Coeficiente de rugosidade n de Manning para escoamento 
superficial 
P - Fósforo 
Pch - Perímetro molhado (m) 
PDI - Processamento Digital de Imagens 
PDRH - Plano Diretor de Recursos Hídricos da Bacia do Recôncavo Sul 
PI - Plano de Informação 
Pperc - Quantidade de fósforo transportado dos 10 primeiros milímetros 
da camada superficial do solo para a primeira camada do solo (kg 
P/ha) 
PRMS - Precipitation-Runoff Modeling System 
Psolution,surf - Quantidade de fósforo em solução nos 10 primeiros milímetros do 
solo (kg P/ha) 
PUSLE - Fator de prática de suporte de USLE 
PVA - Podzólico Vermelho-Amarelo 
Qgw - Quantidade de água do escoamento de base que contribui para o 
canal principal no dia (mm) 
Qgw, 0 - Quantidade de água da vazão de base que atinge o canal no início 
do período de recessão (mm) 
qin,1 e qin,2 - Vazões de entrada no volume de controle no início e final do 
período, respectivamente, (m3/s) 
Qo - Constante solar diária (mm/dia) 
qout,1 e qout,2 - Vazões de saída no volume de controle no início e final do 
período, respectivamente (m3/s) 
qpeak - Vazão de pico (m3/s) 
Qrchg - Quantidade de água que retorna ao curso d´água no dia devido ao 
escoamento sub-superficial (mm) 
Qsurf - Quantidade de água escoada superficialmente no dia (mm) 
 
xxvi 
QUAL2E - Enhanced Stream Water Quality Model 
ρb - Peso específico do solo nos 10 primeiros milímetros superficais do 
solo (mg/m3) 
R2 - Coeficiente de determinação 
RCHRG_DP - Coeficiente que determina a quantidade de água que percola do 
aqüífero raso para o profundo 
Rday - Quantidade de água precitada no dia i (mm) 
REVAPMN - Altura de água no aqüífero raso a partir da qual é possibilitada a 
percolação para o aqüífero profundo e a ascensão capilar (mm) 
RINT(f) - Quantidade final diária de água livre nas plantas num dia (mm) 
RINT(i) - Quantidade inicial diária de água livre nas plantas (mm) 
RNO3 - Concentração de nitrogênio na chuva (mg N/L) 
ROTO - Routing Outputs do Outlet 
RS - Radiação solar estimada (MJ/m2/dia) 
S - Parâmetro de retenção (mm) 
SATly - Quantidade de água no solo quando completamente saturado (mm) 
SCE - Shuffled Complex Evolution 
SCS - Soil Conservation Service 
SEAGRI - Secretaria de Agricultura, Irrigação e Reforma Agrária da Bahia 
sed - Produção de sedimento num dia (t) 
SEI - Superintendência de Estudos Econômicos e Sociais da Bahia 
SHALLST - Altura de água inicial no aqüífero raso (mm) 
SHE - Systéme Hydrologique Européen 
SIG - Sistema de Informações Geográficas 
slpch - Declividade do canal (m/m) 
SLSUBBSN - Comprimento de rampa médio(m) 
SLOPE - Declividade de rampa média (m/m) 
SOL_AWC - Água disponível para as plantas (mm/mm de solo) 
SOL_BD - Peso específico do solo (Mg/m3) 
SOL_K - Condutividade hidráulica saturada (mm/h) 
SOL_Z - Profundidade do solo (mm) 
 
xxvii 
SRH/BA - Superintendência de Recursos Hídricos do Governo do Estado 
Bahia 
SRHSH - Secretaria de Recursos Hídricos, Saneamento e Habitação, 
Superintendência de Recursos Hídricos do Governo do Estado da 
Bahia 
SUDENE - Agência de Desenvolvimento do Nordeste 
Surfer - Surface Mapping System 
SW0 - Quantidade inicial de água no solo no dia i (mm) 
SWAT - Soil and Water Assessment Tool 
SWAT-G - Modified version of Soil and Water Assessment Tool 
SWIM - Soil and Water Integrated Model 
SWly - Quantidade de água no solo no dia (mm) 
SWly,excess - Quantidade de água drenável na camada de solo (mm) 
SWMM - Storm Water Management Model 
SWRRB - Simulator for Water Resources in Rural Basins 
SWRRBWQ - Simulator for Water Resources in Rural Basins - Water Quality 
SWt - Quantidade de água no solo da zona radicular no tempo t (mm) 
t - Duração do ciclo hidrológico simulado (d) 
avT - Temperatura do ar média (
0C) 
tconc - Tempo de concentração para a sub-bacia ou célula ou 
 HRU (h) 
TIN - Triangulated Irregular Network 
tloss - Perda lateral do canal (m3) 
TM - Thematic Mapper 
Tmn - Temperatura do ar mínima num dia (0C) 
Tmx - Temperatura do ar máxima (0C) 
TOPAZ - Topographic Parameterization 
TR-20 - Computer Program for Project Formulation Hydrology – 
Technical Release 20 
TT - Tempo de viagem (h) 
 
xxviii 
TTperc - Tempo de viagem para percolar da zona radicular para a 
intermediária do solo (h) 
USGS - United States Geological Survey 
USLE - Equação Universal de Perdas do Solo 
USLE_K - Valor do fator de erodibilidade da USLE 
UTM - Universal Transverse Mercador 
V - Volume de água armazenado no corpo hídrico no final do dia (m3) 
V% - Porcentagem do volume de água simulado com relação ao volume 
de água observado (%) 
Vbnk - Volume de água de contribuição lateral (m3) 
Vevap - Volume evaporado do corpo hídrico no dia (m3) 
Vflowin e Vflowout - Volume de entrada e saída, respectivamente, no dia (m3) 
Vin - Volume de entrada durante o período (m3) 
Vout - Volume de saída durante o período (m3) 
Vpcp - Volume que precipita no corpo hídrico no dia (m3) 
Vseep - Volume que percola para o aqüífero no dia (m3) 
Vstored - Volume armazenado no volume de controle (m3) 
Vstored,1 - Volume acumulado no início do período (m3) 
Vstored,2 - Volume acumulado no final do período (m3) 
W - Largura do canal no nível da água (m) 
WASP4 - Water-Quality Simulation Program 
WATERSHEDSS - Water, Soil and Hydro-Environmental Decision Support System 
wdeep - Quantidade de água que percola para o aqüífero profundo num dia 
i (mm) 
wperc,ly - Quantidade de água que percola para a camada de solo inferior à 
camada de solo simulada (mm) 
wperc,surf - Quantidade de água que percola dos 10 primeiros milímetros do 
solo para a primeira camada do solo (mm) 
wpump,dp - Quantidade de água retirada por bombeamento do aqüífero 
profundo num dia i (mm) 
 
xxix 
wpump,sh - Quantidade de água retirada por bombeamento do aqüífero raso 
num dia i (mm) 
WQRRS - Water quality for river-reservoir systems 
wrchrg, i - Quantidade de água de recarga entrando no aqüífero raso num dia i 
(mm) 
wrchrg, i-1 - Quantidade de água que recarregou o aqüífero raso no dia anterior 
ao i (mm) 
wrevap - Quantidade de água ascendendo para a zona intermediária para 
suprimir a deficiência de água num dia i (mm) 
wseep - Quantidade de água que percola para a zona intermediária do solo, 
ou para a camada inferior à simulada, no dia i (mm) 
WSPRO - Water-Surface PROfile 
WXGEN - Weather Generator Model 
X - Fator de peso que controla a importância relativa entre as vazões 
de entrada e saída no trecho 
x - Média da vazão observada (m3/s) 
xi - Vazão observada no dia i (m3/s) 
Y - Carga total do constituinte (kg) 
yi - Vazão simulada no dia i (m3/s) 
z - Profundidade de solo a partir da superfície (mm) 
 
 
 
 
1 
1 – INTRODUÇÃO 
 
A água – além de responsável pelo equilíbrio ambiental – é essencial à vida e insubstituível 
em diversas atividades humanas. Sua disponibilidade com fácil acesso para consumo 
humano é de apenas 0,27% da água doce do planeta e 0,007% do total de água existente no 
mundo (Setti et al., 2001). A despeito do valor percentual irrisório, estudos demonstram 
que essa quantidade seria suficiente para satisfazer as necessidades da população mundial, 
não fossem a sua má distribuição na Terra e a poluição. 
 
O Brasil é um país privilegiado em termos de disponibilidade hídrica, com 5.745 km3/ano. 
Entretanto, essa água está mal distribuída, com 73,21% concentrando-se na região da bacia 
Amazônica na qual viviam, em 1996, apenas 4,3% da população brasileira. Em 
contrapartida, a bacia do Atlântico Leste, que engloba desde a região litorânea de Sergipe à 
parte de São Paulo, por exemplo, dispõe de somente 2,38% desta água, embora concentre 
22,8% da população nacional (ANEEL, 2003). 
 
Acrescenta-se a isso, os problemas encontrados, atualmente, no setor hídrico brasileiro 
relacionados ao crescimento populacional, à ocupação desordenada do espaço territorial, à 
utilização não-sustentável do solo e da água, à expansão da agroindústria, ao 
desmatamento, à erosão do solo e ao lançamento de efluentes domésticos e industriais nos 
rios e lagos. 
 
Problemas como esses têm levado (1) à escassez de recursos hídricos, principalmente 
próximo as áreas urbanas; (2) à poluição das águas, impossibilitando sua utilização para 
usos nobres; (3) ao assoreamento de rios e lagos, destruindo por completo ou tornando 
intermitentes cursos d´água antes perenes; e (4) aos conflitos de uso da água. 
 
No intuito de mudar esse quadro, em 1997, foi aprovada a Lei 9.433 sobre a Política 
Nacional de Recursos Hídricos - um marco histórico no Brasil para o setor de recursos 
hídricos. A partir desta legislação, pretendeu-se organizar o setor de planejamento e gestão 
de recursos hídricos em âmbito nacional, por meio da introdução de instrumentos de 
política para o setor, no propósito de alterar a situação crítica existente (Brasil, 1997). 
 
 
2 
Além disso, a chamada Lei das Águas estabeleceu os tipos de organizações institucionais 
para gestão das bacias hidrográficas, entre elas, os Comitês de Bacias e as Agências de 
Águas, objetivando que o gerenciamento fosse realizado no âmbito das bacias 
hidrográficas – definidas como as unidades territoriais para implementação da Política 
Nacional de Recursos Hídricos. 
 
Mesmo com todo o arcabouço institucional criado, uma grande dificuldade está sendo 
experimentada pelos gestores: a falta de dados disponíveis para a caracterização e 
identificação dos principais problemas a serem resolvidos. Como administrar o uso da 
água numa bacia hidrográfica sem conhecimento do seu funcionamento em termos social, 
ambiental, econômico, hidrológico e de qualidade dos recursos hídricos? Quais as 
intervenções necessárias para melhoria dos problemas de uma bacia hidrográfica? 
 
Para responder algumas das perguntas, pode ser utilizada uma técnica de grande potencial 
para subsidiar a solução de problemas complexos como esses: a simulação matemática. A 
aplicação de técnicas avançadas pode auxiliar na representação de sistemas de recursos 
hídricos, facilitando a compreensão dos problemas a fim de contribuir para a gestão e 
planejamento de bacias hidrográficas. 
 
Os sistemas de informações geográficas, SIGs, também se apresentam como uma potente 
ferramenta para a visualização espacial de propriedades da bacia, além de armazenar 
dados, imagens e mapas georreferenciados num único ambiente, facilitando a compreensão 
de todo o sistema analisado. Os SIGs são tecnologias avançadasque permitem a 
vinculação a diversos outros sistemas como modelos, programas de otimização, programas 
estatísticos, sistemas de suporte a decisão, etc. 
 
É neste contexto que o estudo aqui documentado objetivou a utilização de modelo 
matemático de simulação no ambiente SIG como uma técnica para a compreensão do 
comportamento hidrológico de uma bacia hidrográfica no estado da Bahia. 
 
A bacia do rio Jiquiriçá, área inserida na bacia hidrográfica do Atlântico Leste, tem 
características peculiares por ter 17, dos seus 24 municípios, situados no semi-árido 
brasileiro. Importa esclarecer que a região semi-árida é marcada pela escassez de recursos 
hídricos, elevada variabilidade na distribuição espacial e temporal da chuva; limitações de 
 
3 
possibilidade de extração de águas subterrâneas e, ademais, concentra 31% dos 
nordestinos, majoritariamente de baixa renda (Costa, 2003). 
 
A bacia de estudo – contando com uma área de aproximadamente 6.900 km2 - apresenta 
situação semelhante a diversas bacias hidrográficas no país: a escassez de dados 
disponíveis. A coleta de informações demonstrou que a bacia do rio Jiquiriçá é monitorada 
por três estações pluviométricas, duas estações fluviométricas em operação, uma estação 
climatológica completa e alguns levantamentos de qualidade de água esporádicos. 
 
Para esclarecimento, cabe identificar o que seria uma bacia com escassez de dados 
disponíveis. A Associação Internacional para a Hidrologia Científica (IAHS) define como 
bacias hidrográficas sem medidas (ungauged basin) aquelas que não apresentam medidas 
contínuas de eventos observados; e, bacias hidrográficas precariamente medidas (poorly 
gauged basin), ou com escassez de dados disponíveis, àquelas que apresentam medidas 
contínuas, porém incompletas, de eventos observados. 
 
A Organização Meteorológica Mundial (1994) indica que uma rede hidrológica mínima é 
aquela que possibilita a gestão dos recursos hídricos numa escala comparável ao nível 
geral de desenvolvimento econômico e às necessidades ambientais do país. A OMM 
recomenda que em zonas com relevo ondulado – como é a situação da bacia baiana - a 
densidade mínima de estações seja de 575 km2/estação (pluviométricas); 1.875 
km2/estação (fluviométricas); e 47.500 km2/estação (estações de qualidade). A bacia do rio 
Jiquiriçá não atende a nenhuma dessas recomendações. 
 
Quanto à partição do trabalho, tem-se sete capítulos que seguem à presente introdução: 
capítulo 2, dedicado à apresentação dos objetivos; capítulo 3, relativo à revisão 
bibliográfica procedida sobre o tema; capítulo 4, onde se identifica o modelo matemático 
de simulação utilizado; capítulo 5, voltado para a descrição da bacia do rio Jiquiriçá; 
capítulo 6, referente à apresentação da metodologia utilizada para o desenvolvimento dos 
trabalhos; capítulo 7, apresentação e discussão dos principais resultados; e, finalmente, 
capítulo 8, composto por recomendações elaboradas a partir da análise e conclusões 
pertinentes. 
 
4 
2 - OBJETIVOS 
 
O objetivo principal do estudo é a aplicação de um modelo matemático de simulação em 
ambiente SIG como técnica para auxílio à compreensão do comportamento do aspecto 
quantitativo dos recursos hídricos superficiais da bacia do rio Jiquiriçá, apoiando-se em 
dados disponíveis. Busca-se também a análise do aspecto de qualidade de água dos 
recursos hídricos no que concerne a identificação das principais fontes de poluição e 
análise dos dados disponíveis para aplicação do modelo matemático de simulação. 
 
Têm-se como objetivos específicos: (1) a elaboração de metodologia para processamento 
de dados disponíveis para ajuste de modelo matemático de simulação; (2) o ajuste e a 
verificação do modelo a fim de caracterizar o aspecto quantitativo dos recursos hídricos 
superficiais da bacia do rio Jiquiriçá; (3) a identificação de principais fontes relevantes de 
poluição dos recursos hídricos na bacia e análise dos dados disponíveis de qualidade de 
água; e finalmente, (4) a identificação de alguns dados e parâmetros relevantes na 
compreensão do comportamento de uma bacia hidrográfica, por meio da utilização do 
SWAT. 
 
Pretende-se que a pesquisa forneça subsídios para que profissionais do planejamento e 
gestão do uso da água na bacia do rio Jiquiriçá e instituições participantes do sistema 
gerencial possam ter um melhor entendimento do comportamento da bacia hidrográfica - 
nos aspectos de quantidade e de qualidade dos recursos hídricos superficiais - e a 
visualização dos dados disponíveis com o objetivo de fomentar a valorização da coleta de 
dados como fonte essencial ao gerenciamento e monitoramento da bacia. 
 
 
5 
3 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
Neste capítulo, será abordada a visão de alguns autores em relação à caracterização dos 
aspectos de qualidade e quantidade dos recursos hídricos superficiais de uma bacia 
hidrográfica e tipos de modelos matemáticos de simulação. Contempla, por outro lado, 
definições relevantes referentes à modelagem digital de elevações, ao sensoriamento 
remoto e à sistemas de informações geográficas. No último item, são descritos alguns 
modelos de simulação utilizados em pesquisas similares, identificando aplicações já 
realizadas, resultados obtidos, características e limitações. 
 
3.1 - CARACTERIZAÇÃO DE QUALIDADE E QUANTIDADE DOS RECURSOS 
HÍDRICOS SUPERFICIAIS DE UMA BACIA HIDROGRÁFICA 
 
A necessidade do conhecimento do comportamento hidrológico de uma bacia hidrográfica 
exige o levantamento de características relevantes que permitam compreender o sistema da 
bacia hidrográfica como um todo. Ao passo que este estudo terá como ênfase os aspectos 
de qualidade e quantidade dos recursos hídricos superficiais, serão discutidas apenas as 
características de maior relevância referentes a esses tópicos. 
 
Na identificação das características de qualidade e quantidade de uma bacia hidrográfica, 
Mota (1995) sugere o levantamento de aspectos geológicos, dados pluviométricos e de 
escoamento, informações sobre variações climáticas, temperatura, evaporação; coleta de 
informações das características hidráulicas dos canais; características do solo, tipos de uso 
e ocupação do solo; além de levantamento das fontes de poluição e usos da água. 
 
No âmbito da análise quantitativa dos recursos hídricos, McKinney e Cai (2002) sugerem 
que uma bacia hidrográfica pode ser caracterizada por quatro componentes: fontes de 
abastecimento, como rios, canais, reservatórios e aqüíferos; demandas hídricas, como usos 
para irrigação, indústrias, abastecimento humano e animal; geração hidroelétrica e vazão 
ecológica; e componentes intermediários, como os coletores de drenagem, estações de 
tratamento e estações de reuso. 
 
 
6 
No aspecto de qualidade da água, Mota (1995) indica que as principais fontes de poluição a 
serem pesquisadas devem ser: 
• fontes agropastoris: pesticidas, fertilizantes, excrementos de animais; 
• fontes urbanas: esgotos domésticos e industriais, depósitos de lixo; 
• escoamento superficial. 
 
Segundo Tucci (1998), para a caracterização de qualidade da água, é necessária a definição 
de alguns conceitos importantes: 
• parâmetros de qualidade da água: 
• conservativos - não são alterados devido a reações químicas e biológicas 
internas do rio; 
• não-conservativos - são aqueles que reagem por processos químicos e 
biológicos internos, modificando sua concentração. 
• tipos de cargas numa bacia hidrográfica: 
• pontuais - são contribuições em locais específicos dos sistemas devido a 
despejos de afluentes, de efluentes doméstico ou industrial, entre outros; 
• difusas - são contribuições distribuídas no espaço em trechos de rios, lagos, 
reservatórios, etc. 
• tipos de usos da água: 
• consuntivo - usos que impõem a retirada de água das coleções, como, por 
exemplo, abastecimento público, industrial (alguns tipos) e irrigação;• não-consuntivo - usos em que não se observa a necessidade de retirar as águas 
das coleções hídricas, tais como: recreação e lazer, preservação da flora e 
fauna, geração de energia, transporte e diluição de efluentes (Derísio, 1992). 
 
Importa definir o que se considera como poluição. A Lei nº 6938 de 1981, Política 
Nacional de Meio Ambiente, define poluição como: 
“degradação da qualidade ambiental resultante de atividades que direta ou 
indiretamente prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população; 
criem condições adversas às atividades sociais e econômicas; afetem 
desfavoravelmente a biota; afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio 
ambiente; lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões 
ambientais estabelecidos” (Brasil, 1981b). 
 
7 
 
A avaliação das condições de poluição e alteração dos recursos hídricos pode ser realizada 
utilizando-se de parâmetros técnicos significativos associados a um uso e a um objetivo 
específico. No Brasil, a resolução CONAMA nº 20 de 1986 é a legislação em vigor que 
define os padrões de qualidade da água a serem mantidos num corpo d´água de acordo com 
o uso a que se destina. 
 
Os parâmetros de qualidade da água são divididos em três grandes grupos: físicos, 
químicos e biológicos. Os físicos têm relevância na percepção do homem em relação à 
água percebida por meio de seus sentidos, envolvendo aspectos de ordem estética e 
psicológica. São exemplos cor, turbidez, sabor, odor, sólidos, temperatura, calor 
específico, densidade e condutividade elétrica. 
 
Os químicos representam a presença de substâncias químicas dissolvidas na água. 
Segundo Porto (1991), esses parâmetros são os mais importantes para a caracterização da 
qualidade dos recursos hídricos, pois permitem a classificação segundo o conteúdo 
mineral, o grau de contaminação e a origem dos contaminantes; além da análise do 
equilíbrio bioquímico para a manutenção da vida no corpo d´água. São avaliados pH, 
alcalinidade, acidez, dureza, ferro e manganês, cloretos, nitrogênio, fósforo, oxigênio 
dissolvido, micropoluentes inorgânicos e orgânicos, e matéria orgânica - geralmente 
medida pela demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio 
(DQO); ou medida pelo carbono orgânico total (COT). 
 
Os biológicos são representados pelos microorganismos que desempenham grande 
importância nas transformações de matéria no ciclo biogeoquímico e na possibilidade de 
transmissão de doenças, por meio da ação dos agentes patogênicos como bactérias, 
protozoários e vírus. O potencial de uma água transmitir doença é geralmente medido de 
forma indireta considerando a análise dos organismos indicadores de contaminação fecal, 
com ênfase nas bactérias do grupo coliforme, que são indicadores de presença de fezes de 
animais de sangue quente, podendo, portanto, vir a transmitir doenças (Von Sperling, 
1996). 
 
A Tabela 3.1 relaciona as principais fontes de poluição associadas aos seus efeitos 
poluidores mais representativos. 
 
8 
Tabela 3.1 - Relação das principais fontes de poluentes, seus parâmetros de identificação e efeito poluidor mais representativo. 
Fonte 
Esgotos Drenagem Superficial Poluente Principais Parâmetros 
Domésticos Industriais Urbana Agropastoris 
Possível efeito poluidor 
Sólidos em suspensão Sólidos em suspensão totais xxx <-> xx x 
Problemas estéticos; depósitos de lodo; 
adsorção de poluentes; proteção de 
patogênicos. 
Matéria orgânica 
biodegradável 
Demanda Bioquímica 
de Oxigênio xxx <-> xx x 
Consumo de oxigênio; mortandade de peixes; 
condições sépticas. 
Nutrientes Nitrogênio e Fósforo xxx <-> xx x 
Crescimento excessivo de algas; toxicidades 
aos peixes (amônia); doença em recém-
nascidos (nitrato); poluição da água 
subterrânea. 
Patogênicos Coliformes xxx xx x Doenças de veiculação hídrica. 
Matéria orgânica não 
biodegradável 
Pesticidas, alguns 
detergentes e outros. x** <-> <->* xx 
Toxicidade (vários); redução da transferência 
de oxigênio (detergentes); não 
biodegradabilidade; maus odores. 
Metais pesados Elementos específicos <-> <->* 
Toxicidade; inibição do tratamento biológico 
dos esgotos; problemas de disposição do lodo 
na agricultura; contaminação da água 
subterrânea. 
Sólidos inorgânicos 
dissolvidos 
Sólidos dissolvidos 
totais e condutividade 
elétrica 
 x 
Salinidade excessiva - prejuízo às plantações; 
toxicidade a plantas; problemas de 
permeabilidade do solo. 
x: pouco xx: médio xxx: muito <->: variável em branco: usualmente não importante 
Fontes: Von Sperling (1996); *Novotny e Olem (1993); ** contribuição da mestranda. 
 
 
9 
Segundo Von Sperling (1996), os principais parâmetros a serem investigados numa análise 
de água de rio devem ser: físicos – cor, turbidez e temperatura; químicos – pH, 
nitrogênio, fósforo, oxigênio dissolvido (para controle do processo de tratamento), matéria 
orgânica, micropoluentes orgânicos e inorgânicos (a serem definidos de acordo com o uso 
e ocupação do solo na bacia hidrográfica de estudo); e biológicos - organismos 
indicadores. 
 
3.2 – CONCEITOS SOBRE MODELOS MATEMÁTICOS DE SIMULAÇÃO 
 
Tucci (1998) define modelo como “a representação de algum objeto ou sistema, numa 
linguagem ou forma de fácil acesso e uso, com o objetivo de entendê-lo e buscar suas 
respostas para diferentes entradas.” 
 
Dentre os tipos de modelos existentes na área de recursos hídricos, os matemáticos têm 
diversas aplicações, como a quantificação de processos do ciclo hidrológico na análise de 
qualidade das águas em rios, reservatórios, aqüíferos subterrâneos, nos processos 
hidráulicos do escoamento da água em rios, mares e subsolo e nos modelos ambientais e 
meteorológicos (Azevedo et al., 1997). 
 
Os modelos matemáticos de simulação permitem uma grande flexibilidade por 
possibilitarem que um sistema qualquer seja representado matematicamente em modelos 
computacionais, além de possibilitar a análise no nível de detalhamento requerido 
(Azevedo et al., 1997). 
 
Um dos benefícios e melhorias para o processo de planejamento de bacias hidrográficas 
advindos do uso de modelos de simulação é a base de dados necessária para construir e 
calibrar o modelo, pois muitos problemas podem ser resolvidos ou identificados pela 
análise dos dados e compilação dos mesmos quando da formatação apropriada para entrada 
no modelo (Novotny e Olem, 1993). Acrescenta-se o fato de muitos modelos 
apresentarem interface com o ambiente SIG, o que facilita a visualização e acesso às 
informações, além de possibilitar a reunião de diversas fontes de dados (gráficos, planilhas, 
textos, mapas e imagens) num único ambiente. 
 
 
10 
Os modelos matemáticos de simulação utilizados na área de recursos hídricos podem ser 
identificados de acordo com suas principais características. DeVries e Hromadka (1992) 
sugerem a divisão a seguir: 
• modelos chuva-vazão: os cálculos são realizados de montante para jusante 
seguindo a ordem - precipitação média em sub-bacias; determinação da 
precipitação excedente; geração do hidrograma de escoamento superficial devido 
ao excedente de precipitação; adição de escoamento de base simplificado ao 
hidrograma anterior; propagação da vazão no rio e no reservatório; e, finalmente, 
combinação de hidrogramas. O principal interesse é a construção do hidrograma de 
cheia, não havendo grande preocupação com o cálculo de evapotranspiração e de 
variação da quantidade de água no solo durante e entre períodos de precipitação ou 
detalhamento do escoamento de base. Exemplos: HEC-1 (Hydrologic Engineering 
Center), TR-20 (Computer Program for Project Formulation Hydrology - 
Technical Release 20 - U.S. Soil Conservation Service), ILLUDAS (Illinois Urban 
Drainage Area Simulator - Illinois State Water Survey), DR3M (Distributed 
Routing Rainfall-Runoff Model - U. S. Geological Survey); 
 
• modelosde simulação contínua de vazão: consideram a variação temporal da 
precipitação e o movimento da água em toda bacia hidrográfica até a sua foz. Há 
preocupação com o armazenamento da água durante os períodos sem chuva, por 
isso é dada importância à umidade do solo, à evapotranspiração e às vazões de base 
subsuperficiais e subterrâneas. São, em sua maioria, modelos fisicamente 
fundamentados que buscam descrever os principais processos do ciclo hidrológico, 
a saber: interceptação da precipitação pela vegetação; evapotranspiração; 
infiltração; escoamento superficial; escoamento nos canais; fluxo subsuperficial. 
Exemplos: SWRRB (Simulator for Water Resources in Rural Basins - U.S. 
Department of Agriculture); PRMS (Precipitation-Runoff Modeling System - U.S. 
Geological Survey); SHE (Systéme Hydrologique Européen - Danish Hydraulic 
Institute, U.K. Institute of Hydrology e SOGREAH) e IPH II, III, IV e IPHMEN 
(Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul) 
(Tucci, 1998); 
 
• modelos de fluxo-hidráulico: calculam o fluxo de água em canais, rios e córregos. 
Geralmente são utilizados para análise de vazões em trecho de rio sob pontes e 
 
11 
escoamento de água em galerias. Na elaboração dos cálculos, duas situações 
podem ser consideradas: fluxo permanente ou não-permanente, com estudos de 
escoamentos uniforme e não-uniforme subcrítico, crítico ou supercrítico. 
Exemplos: HEC-2 (Hydrologic Engineering Center), WSPRO (Water-Surface 
PROfile - U.S. Geological Survey), FLDWAV-NWS (NWS National Weather 
Flood Wave Model - U. S. National Weather Service) e o DHM (Diffusion 
Hydrodynamic Model - Computational Hydrology Institute); 
 
• modelos de qualidade da água: necessitam da determinação dos dados de 
quantidade de água no rio para análise da qualidade. Usualmente requerem que as 
características hidráulicas e de cargas lançadas no rio sejam dados de entrada ao 
sistema. Exemplos: SWMM (Storm Water Management Model - U.S. 
Environmental Protection Agency); HSPF (Hydrologic Simulation Program - 
FORTRAN - U.S. Environmental Protection Agency), QUAL2E (Enhanced Stream 
Water Quality Model - Texas Water Development Board); WASP4 (Water-Quality 
Simulation Program - U.S. Environmental Protection Agency), AGNPS 
(Agricultural Nonpoint Source Pollution Modeling System - U.S. Agricultural 
Research Service) e MIKE11 (Danish Hydraulic Institute). 
 
Considerando a classificação proposta por DeVries e Hromadka (1992), modelos como o 
ANSWERS (Areal Nonpoint Source Watershed Environmental Response Simulation), 
SWAT (Soil and Water Assessment Tool), SWRRBWQ (Simulator for Water Resources in 
Rural Basins - Water Quality) e WATFLOOD, a serem citados no subitem 3.4, deveriam 
estar classificados como modelos de qualidade da água e de simulação contínua de vazão 
simultaneamente, visto que agregam as duas análises. 
 
Tucci (1998) propõe algumas divisões dos modelos segundo as características: 
• contínuo ou discreto: contínuo quando os fenômenos ocorrem continuamente no 
tempo e discreto quando as mudanças ocorrem em períodos curtos; 
• concentrado ou distribuído: concentrado quando não leva em conta a variabilidade 
espacial das características da bacia hidrográfica; e distribuído, quando as variáveis 
e parâmetros dependem do espaço ou do tempo; 
 
12 
• determinístico ou estocástico: segundo Chow (1964), um modelo determinístico é 
aquele no qual as chances de ocorrência de um dado valor seguem uma lei definida 
e não a lei da probabilidade, enquanto no modelo estocástico as chances de 
ocorrência e o conceito de probabilidade são levados em consideração, além disso, 
o processo é dependente do tempo; 
• conceitual ou empírico: quando as funções utilizadas na elaboração do modelo 
levam em consideração os processos físicos, ele é dito conceitual; quando se 
ajustam os valores calculados aos dados observados, sem qualquer preocupação 
com o significado físico do processo, o modelo é dito empírico. 
 
Tucci (1998) ainda cita que outros autores dividem os modelos conceituais em 
semiconceituais e físicos, com os primeiros relacionados às características físicas dos 
processos, embora ainda apresentem parâmetros empíricos nas equações envolvidas; e os 
segundos associados à utilização das principais equações diferenciais do sistema físico 
com parâmetros aproximando-se ao máximo da física do sistema. 
 
No âmbito da classificação proposta em Tucci (1998), o SWAT, modelo a ser utilizado no 
estudo, seria identificado como de simulação matemática contínuo, semidistribuído, 
determinístico e semiconceitual. 
 
Abbott et al. (1986a) apontam as dificuldades existentes na utilização de modelos de 
parâmetros concentrados empíricos, alegando que eles necessitam de um período muito 
longo de dados meteorológicos e hidrológicos. Além disso, tais informações nem sempre 
estão disponíveis e envolvem calibração por meio de ajuste de curva, o que torna 
extremamente difícil a interpretação física. Os autores indicam ainda que os modelos 
fisicamente baseados, distribuídos, por possibilitarem uma interpretação física dos 
parâmetros e sua variação espacial, facilitam a calibração dos parâmetros. 
 
Nos modelos de qualidade de água, DeVries e Hromadka (1992) afirmam que as equações 
mais usuais das reações químicas e biológicas são empíricas. Sugerem que os modelos 
distribuídos sejam utilizados quando se querem informações detalhadas das condições 
locais, enquanto os concentrados devem ser ajustados quando se desejam informações 
gerais. Os modelos de evento discreto devem ser usados para avaliação de ocorrência de 
eventos extremos, os contínuos, por sua vez, para análises de eventos freqüentes. 
 
13 
 
Rode e Frede (1997) afirmam que as metodologias fisicamente fundamentadas, atualmente 
aplicadas para modelos com alta resolução espacial e temporal, não conseguem ser 
ajustados eficientemente em bacias hidrográficas de tamanho médio. Defendem, também, 
que para modelos de grande escala, os fisicamente fundamentados complexos não são, na 
sua maioria, melhores que os semiconceituais mais simples. 
 
Ewen et al. (2000) discutem algumas críticas realizadas aos modelos fisicamente 
fundamentados distribuídos, como a de sua aplicação resultar em valores não fisicamente 
explicáveis (em face da escala de trabalho, geralmente grande), e à dimensão das células 
utilizadas nos cálculos. Ademais, afirmam que alguns processos importantes são ignorados 
por esses modelos. Todavia, os autores defendem os modelos fisicamente fundamentados 
alegando que as críticas realizadas procedem, mas ocorrem em todos os tipos de modelos. 
 
Ewen et al. (2000) indicam que, com relação à definição da escala de trabalho, o ideal é se 
usarem células tão pequenas quanto possível para evitar erros de discretização, levando-se 
em consideração a dimensão da bacia hidrográfica, a duração da simulação requerida e a 
capacidade computacional disponível. 
 
Segundo DeVries e Hromadka (1992), a maioria dos modelos de simulação contínua de 
vazão permite a variação espacial da precipitação, dos parâmetros da bacia hidrográfica e 
respostas hidrológicas. Há diversas maneiras de representar essa variação: subdividindo a 
bacia hidrográfica em diversas sub-bacias ou dividindo-a em células individuais, grids, 
relacionadas a características hidrológicas distintas. 
 
Além da divisão da bacia hidrográfica em células ou sub-bacias, existem duas 
metodologias muito utilizadas, o HRU, hydrologic response unit (utilizada em Di Luzio et 
al., 2002) e o GRU, group response unit (comentada em León et al., 2001). O primeiro 
realiza o cálculo da resposta da unidade por meio de utilização de pesos para os parâmetros 
de cobertura e tipo do solo de cada célula. O resultado é utilizado para definir as dimensões 
das células a serem adotadas, pois assim apresentarão